JP2007233059A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタ基板表面へのフォトスペーサの密着性が良好であり、高信頼性の液晶表示装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、複数の電極を備える基板と、前記複数の電極に対向するようにそれぞれ配置された複数のカラーフィルタ層と該複数のカラーフィルタ層上に設けられた透明電極とを備えるカラーフィルタ基板１０と、を有した液晶表示装置において、前記透明電極１５には非画素領域の交差部に開口部１６が形成され、前記開口部１６には前記複数の電極を備える基板とカラーフィルタ基板１０との間の距離を所望の値に保持するフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ａが設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、セルギャップ調整用のフォトレジストからなるフォトスペーサがカラーフィルタ基板に設けられた構成の液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、カラーフィルタ基板表面へのフォトスペーサの密着性が良好であり、高信頼性の液晶表示装置及びその製造方法に関する。

近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示装置の適用が急速に普及している。この液晶表示装置は、一般に第１の透明基板上にマトリクス状に設けられた複数の画素電極を有するアレイ基板と、第２の透明基板上にそれぞれの画素電極に対向するように設けられた複数のカラーフィルタ層及びこのカラーフィルタ層上に形成されたＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）等の透明電極からなる共通電極を有するカラーフィルタ基板とを有し、このアレイ基板及びカラーフィルタ基板を、それぞれの画素電極及び対向電極が所定の間隔で対向するように周囲をシール材で貼り合わせ、両基板間に液晶を封入した構成を備えている。

そして、それぞれの画素電極及び対向電極間の間隔、すなわち液晶層の幅（セルギャップ）が一定となるようにするため、従来は微細なシリカ粒子やポリスチレン粒子からなるスペーサ粒子を表示領域に散布することが行われていた。しかしながら、このようなスペーサ粒子を用いるセルギャップの調整方法では、スペーサ粒子分布のバラツキによりセルギャップの部分的変動が生じたり、スペーサ粒子の存在に基づく光漏れが発生する等、表示画質への悪影響が目立つようになってきたため、近年では表示領域の間に散布するスペーサ粒子に代えて柱状のフォトレジストからなるフォトスペーサを設けることが行われるようになってきた。

しかしながら、従来の液晶表示装置における柱状のフォトスペーサは、例えば下記特許文献１に開示された半透過型液晶表示装置のように、透明基板上に所定のパターンにブラックマトリクスを形成した後、その表面に例えば赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色のカラーフィルタ層をストライプ状に形成し、更にこれらの表面に適宜オーバーコート層及びＩＴＯからなる共通電極をカラーフィルタ基板の表示領域全体に亘って形成し、柱状スペーサ（フォトスペーサ）を画素領域の反射部に対応する位置のＩＴＯからなる共通電極の表面に設けたものが知られている。

また、カラーフィルタ基板に設けるフォトスペーサを隣り合う異なる色のカラーフィルタ層の境界部、すなわち非画素領域に設けた例が下記特許文献２及び３に開示されている。このうち下記特許文献２に開示されている横方向電界方式（ＩＰＳ方式）の液晶表示装置を構成するカラーフィルタ基板５０は、図５に示すように、透明基板５１上にブラックマトリクス５２、カラーフィルタ層５３、オーバーコート層（平坦化層）５４、ＩＴＯからなる共通電極５５、柱状スペーサ（フォトスペーサ）５６、配向膜５７、ポリマービーズ５８及び偏光板５９を備えている。

このフォトスペーサ５６は、ブラックマトリクス５２、カラーフィルタ層５３及びオーバーコート層５４を形成した後、このオーバーコート層５４上に直接形成される。これらブラックマトリクス５２、カラーフィルタ層５３及び柱状スペーサ５６はフォトリソグラフィー法で形成される。フォトスペーサ５６は所要のギャップにほぼ等しい高さｈに形成される。その後、フォトスペーサ５６の上にＩＴＯからなる共通電極５５を形成し、さらにその上層に配向膜５７を塗布して、カラーフィルタ基板５０を構成する。

なお、下記特許文献２に開示された発明では、各種の機能膜を形成したカラーフィルタ基板に対し、液晶を介して画素電極を有する他方の基板を貼り合わせる際に、少量のポリマービーズ５８を散布している。このポリマービーズ５８の平均粒径ｄはフォトスペーサ５６の高さｈよりも若干大としてあり、このカラーフィルタ基板を液晶を介して他方の基板と貼り合わせ、所要のギャップを出す場合、両基板をプレスしてカラーフィルタ基板のフォトスペーサ５６の頂面が他方の基板の配向膜に接するようにする。このとき、フォトスペーサ５６の高さｈよりも若干大なる平均粒径ｄのポリマービーズ５８は上記他方の基板との間で圧縮変形され、その中心を通る高さがほぼフォトスペーサ５６の高さｈに等しい５８'で示した状態となる。

下記特許文献２に開示された発明では、液晶表示装置の使用中に液晶パネルの温度が上昇等し、液晶の膨張でフォトスペーサが基板から離れてセルギャップが拡大したときには粒状スペーサの圧縮変形が解除される方向に復元して当該ギャップを規制する。これにより、画面のセルギャップムラが抑制され、また粒状スペーサは基板と接した状態を維持するために、その自重で移動や下降することが阻止されると共に、液晶の移動や下降も緩和され、表示品質を極端に劣化することがないというものである。

更に、下記特許文献３には、図６に示したように、ＩＰＳ法以外の液晶表示装置を構成するカラーフィルタ基板６０として、透明基板６１と、透明基板６１上に形成されたブラックマトリックス６２及びＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのフィルタ層６３を備え、ブラックマトリックス６２及びフィルタ層６３を覆うようにオーバーコート層６４が形成され、更に、ブラックマトリックス６２の所定の箇所にカラーフィルタ基板とアレイ基板とを貼り合わせたときにセルギャップを規定するための透明な柱状スペーサ（フォトスペーサ）６６を形成するとともに、ＩＰＳ法以外のカラー液晶表示装置とするため、フォトスペーサ６６を形成した部分を除いてオーバーコート層６４上にＩＴＯからなる透明電極６５を形成したものが開示されている。
特開２００２− ７２２２０号公報（特許請求の範囲、段落［００４８］〜［００６５］、図１） 特開２００１−１４２０７４号公報（特許請求の範囲、段落［０００４］〜［０００６］、［００３７］〜［００４４］、図１） 特開２００１−１８３５１３号公報（特許請求の範囲、段落［００２０］〜［００３８］、図１及び図２）

しかしながら、ＩＴＯとフォトレジスト間の密着強度は弱いため、上記特許文献１に開示されているカラーフィルタ基板のようにＩＴＯ上に直接フォトスペーサを形成すると、フォトスペーサとＩＴＯ間に十分な密着性が確保されず、液晶表示装置の製造過程や使用中に大きな外力が加わった場合等においてフォトスペーサとＩＴＯとの間に剥離が生じるため、液晶表示装置としての信頼性が損なわれる。加えて、上記特許文献１に記載されているカラーフィルタ基板においては、フォトスペーサは反射部の画素領域に設けられているため、このフォトスペーサの部分で液晶分子の配向の乱れが生じるために、表示画質の低下が見られるという問題点が存在している。

一方、上記特許文献２及び３には、一応ＩＴＯが存在しない箇所にフォトスペーサを設けた液晶表示装置が開示されており、このフォトスペーサは隣り合う異なるフィルタ層の境界部、すなわち非画素領域に形成されるため、液晶分子の配向に影響を与えることが少なく、表示画質に影響を与えることも少ない。しかしながら、これらの液晶表示装置においては、非画素領域の幅が狭いため、アレイ基板側で画素電極とフォトスペーサの先端部とが重ならないようにするためにフォトスペーサの太さを大きくすることができないので、結果的にカラーフィルタ基板側でフォトスペーサとオーバーコート層との間の接触面積を大きくできず、フォトスペーサとオーバーコート層との間に十分な密着性を確保することができないという問題点が存在する。

加えて、上記特許文献２及び３に開示されている液晶表示装置のカラーフィルタ基板は、フォトスペーサを形成した後にＩＴＯからなる共通電極をパターニングして形成しているが、パターニングの精度によりフォトスペーサにＩＴＯが乗り上げてしまう場合があり、このような場合にはアレイ基板側の画素電極と共通電極とが短絡してしまう可能性が生じる。

本願の発明者等は、上述のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、フォトレジストからなるフォトスペーサとアレイ基板のオーバーコート層との間の接触面積を大きくとり、フォトスペーサとアレイ基板との間の密着性が良好で信頼性が高く、しかも、表示画質が良好な液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を解決するため、本願の液晶表示装置の発明は、複数の電極を備える基板と、前記複数の電極に対向するようにそれぞれ配置された複数のカラーフィルタ層と該複数のカラーフィルタ層上に設けられた透明電極とを備えるカラーフィルタ基板と、を有した液晶表示装置において、前記透明電極には非画素領域の交差部に開口部が形成され、前記開口部には前記複数の電極を備える基板とカラーフィルタ基板との間の距離を所望の値に保持するフォトレジストからなるフォトスペーサが設けられていることを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置に係る発明は、上記液晶表示装置において、前記フォトスペーサは、前記透明電極に設けられた前記開口部において前記カラーフィルタ層と直接密着して設けられていることを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置に係る発明は、上記液晶表示装置において、前記複数のカラーフィルタ層は前記非画素領域の交差部に対応した位置において互いに隣り合うカラーフィルタ層と積層（重複）されており、前記フォトスペーサは前記積層（重複）れたカラーフィルタ層の一方上に直接密着して設けられていることを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置に係る発明は、上記液晶表示装置において、 前記複数のカラーフィルタ層と透明電極との間には絶縁膜からなるオーバーコート層が設けられており、前記フォトスペーサは前記透明電極に設けられた開口部において前記オーバーコート層と直接密着して設けられていることを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置に係る発明は、上記液晶表示装置において、前記フォトスペーサは前記透明電極上にも接触して設けられており、前記フォトスペーサの前記オーバーコート層と接触している部分の面積は、前記透明電極と接触している部分の面積よりも大きいことを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置に係る発明は、上記液晶表示装置において、前記非画素領域にはブラックマトリクスが設けられていることを特徴とする。

更に、本願の液晶表示装置の製造方法の発明は、以下の（１）〜（４）の工程を備えることを特徴とする。
（１）基板上に複数色のカラーフィルタ層をそれぞれの色毎に所定のパターンに形成する工程、
（２）前記カラーフィルタ層の表面に透明電極を形成する工程、
（３）前記透明電極の表面に、非画素領域の交差部の複数個に開口部を形成する工程、
（４）前記複数の開口部のそれぞれにフォトレジストからなるフォトスペーサを形成する工程。

また、本願の液晶表示装置の製造方法の発明は、上記液晶表示装置の製造方法において、
前記（３）の工程を透明電極の表面にポジ型レジストを用いて露光及び現像した後エッチングすることにより非画素領域の交差部の複数個に開口部を形成した後、レジストを剥離する工程とし、
前記（４）の工程をネガ型レジストを用いて露光及び現像することにより前記複数の開口部のそれぞれにフォトレジストからなるフォトスペーサを形成する工程とした、
ことを特徴とする

また、本願の液晶表示装置の製造方法の発明は、上記液晶表示装置の製造方法において、前記（１）の工程において前記非画素領域の交差部に対応した位置に隣り合うカラーフィルタ層同士が互いに重複（積層）するように設け、前記（４）の工程において前記複数の開口部のそれぞれにフォトスペーサを前記重複（積層）したカラーフィルタ層の一方上に設けたことを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置の製造方法の発明は、上記液晶表示装置の製造方法において、前記（１）と（２）の工程の間に、オーバーコート層を形成する工程を備えることを特徴とする。

また、本願の液晶表示装置の製造方法の発明は、上記液晶表示装置の製造方法において、前記（１）の工程の前に、透明基板上に非画素領域に沿ってブラックマトリクスを設ける工程を備えることを特徴とする。

本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、本発明の液晶表示装置によれば、例えば複数の画素電極を備えたアレイ基板とカラーフィルタ基板との間の距離を所望の値に保つためのフォトレジストからなるフォトスペーサを透明電極（共通電極）の非画素領域の交差部に対応した位置に形成された複数の開口部に設けられているため、フォトスペーサは密着性が不十分な透明電極（ＩＴＯ）上には設けられておらず、しかも、非画素領域の交差部の対角方向の長さは非画素領域の幅よりも大きいので、フォトスペーサのカラーフィルタ基板側における接触面積を大きくできるので、フォトスペーサとカラーフィルタ基板との間の密着性を十分に大きくでき、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。ここで、画素領域とは画素電極が形成された領域、或いは両基板の対向面側に形成された電極同士が平面的に重なる領域を指すものであり、電極に印加された電界によって液晶層（液晶分子）が配向制御される単位表示領域のことである。従って、非画素領域とは、複数の上記画素領域間に存在し、両基板の対向面側に形成された電極のうち一方のみしか存在しない平面領域を指すものである。

また、フォトスペーサとカラーフィルタ層とは物性が類似しているためにフォトスペーサとカラーフィルタ層と間の密着性はフォトスペーサと透明電極（ＩＴＯ）との間の密着性よりも大きい。従って、上記発明によれば、フォトスペーサが透明電極（共通電極）に設けられた複数の開口部においてＩＴＯよりも密着性が高いカラーフィルタ層と直接密着するように設けられているため、フォトスペーサとカラーフィルタ基板との間の密着性を十分に大きくでき、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。

また、上記発明によれば、複数のカラーフィルタ層を非画素領域の交差部に対応した位置において重複しないようにした場合に比するとフォトスペーサとカラーフィルタ層間の接触面積を大きくすることができるため、よりフォトスペーサとカラーフィルタ基板との間の密着性を十分に大きくでき、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。

また、フォトスペーサとオーバーコート層とは物性が類似しているためにフォトスペーサとオーバーコート層との間の密着性はフォトスペーサと透明電極（ＩＴＯ）との間の密着性よりも大きい。従って、上記発明によれば、フォトスペーサが透明電極（共通電極）に設けられた複数の開口部において透明電極（ＩＴＯ）よりも密着性が高いオーバーコート層と直接密着するように設けられているため、フォトスペーサとカラーフィルタ基板との間の密着性を十分に大きくでき、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。

また、透明電極（共通電極）の非画素領域の交差部の大きさにも限度があるため、フォトスペーサの径を大きくするとフォトスペーサにはオーバーコート層と接触している部分とオーバーコート層に接触しておらず透明電極（ＩＴＯ）と接触している部分とが生じる。しかしながら、上記発明によれば、フォトスペーサのオーバーコート層と接触している部分の面積をオーバーコート層と接触していない部分の面積よりも大きくしため、フォトスペーサとオーバーコート層との間の密着性を最大限に利用した上でフォトスペーサと透明電極（ＩＴＯ）との間の密着性をも利用できるため、よりフォトスペーサとカラーフィルタ基板との間の密着性を十分に大きくでき、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。

また、上記発明によれば、複数のカラーフィルタ層と透明基板との間に非画素領域に沿ってブラックマトリクスが設けられているため、非画素領域からの光漏れが防止され、コントラストの高い液晶表示装置が得られる。

また、本願の液晶表示装置の製造方法の発明によれば、透明電極からなる共通電極の非画素領域の交差部の複数個に開口部を形成した後にフォトスペーサを設けたから、従来例のようにＩＴＯがフォトスペーサに乗り上がるように形成されることがなく、共通電極と画素電極とが短絡する可能性が減少するとともに、上記いずれかに記載の発明の効果を奏することができる液晶表示装置が得られる。

さらに、上記本発明によれば、透明電極の表面にポジ型レジストを用いて露光及び現像した後エッチングすることにより非画素領域の交差部の複数個に開口部を形成した後、レジストを剥離し、更に、ネガ型レジストを用いて露光及び現像することにより前記複数の開口部のそれぞれにフォトレジストからなるフォトスペーサを形成するようにしたから、フォトレジスト層形成、露光及び現像という共通の工程を採用して簡便に透明電極（共通電極）に設ける複数の開口部及びフォトスペーサを形成することができる。

以下、本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法の具体例を図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置及びその製造方法を例にとり説明するものであって、本発明をこれに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変形例にも等しく適用し得るものである。なお、図１は実施例１の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の数画素分の平面図であり、図２は図１のII−II断面図であり、図３は実施例２の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の図１と同一部分の断面図であり、図４は実施例３の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の図１と同一部分の断面図である。

実施例１に係る液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板１０Ａは、図１及び図２に示すように、透明基板１１上にマトリクス状に設けられたブラックマトリクス１２を有し、このブラックマトリクス１２で区画された領域にＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタ層１３Ｒ〜１３Ｂがそれぞれストライプ状に設けられている。このブラックマトリクス１２が設けられた領域が非画素領域に相当し、図示しないアレイ基板のマトリクス状に設けられたそれぞれの画素電極の周縁部に対応する位置に該当する。そして、カラーフィルタ層１３Ｒ〜１３Ｂ上には透明なポリイミド等からなるオーバーコート層１４（平坦化層とも言われる）が設けられ、このオーバーコート層１４の表面に透明電極（例えばＩＴＯ等）からなる共通電極１５が設けられている。

そして、この透明電極（例えばＩＴＯ等）からなる共通電極１５には、非画素領域の交差部に対応した位置に複数箇所、この例では３サブ画素＝１画素毎に１箇所ずつ、開口部１６が設けられ、この開口部１６にオーバーコート層１４と接触するようにフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ａが設けられている。このフォトスペーサ１７Ａの共通電極１５の表面からの高さが液晶表示装置の液晶層の厚さ、すなわちセルギャップに相当する。

このカラーフィルタ基板１０Ａは、以下のようにして作成される。まず、ガラス基板、石英製基板等からなる透明基板１１を用意し、マトリクス状に所定のパターンのブラックマトリクス１２を形成する。このブラックマトリクス１２としては金属クロム等の金属薄膜や炭素材料を分散させたフォトレジスト等から形成されるが、有害な物質を含まないという点からは後者が好適に用いられる。

次いで、このブラックマトリクス１２が形成された基板の表面に例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタ層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂをそれぞれストライプ状に所定のパターンに設ける。これらのカラーフィルタ層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの形成材料としては、それぞれの着色剤を混合した感光性樹脂を使用することができるが、印刷法、電着法、転写法等周知の形成方法を採用してもよい。このようにして形成されたそれぞれのカラーフィルタ層は、図１上横方向には図２に示したように隣り合う異なる色のカラーフィルタ層がブラックマトリクス１２の一部と重なるように設けられ、図１上縦方向には同色のカラーフィルタ層がブラックマトリクス１２上をまたがるように形成される（図示せず）。

さらに、これらのカラーフィルタ層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが設けられた基板の表面全体に感光性樹脂からなるオーバーコート層１４を形成する。このオーバーコート層１４は、カラーフィルタ層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ全体の厚さが一定となるようにすると共に、カラーフィルタ層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂから着色剤が液晶中に拡散して液晶を劣化させるのを防止するために設けられるものである。

次いで、オーバーコート層１４の表面全体にスパッタリング法等によりＩＴＯからなる透明な共通電極１５を形成する。そして、このＩＴＯからなる共通電極１５の表面にポジ型レジストを塗布、乾燥したのち、露光及び現像して、所定の非画素領域の交差部の複数個の位置のレジストを除去し、次いで、所定のエッチング液によりレジストの開口部に対応する位置のＩＴＯからなる共通電極１５を除去し、共通電極１５に開口部１６を形成する。その後、レジストを除去する。

更に、開口部１６が形成された共通電極１５の表面全体にネガ型レジストを所定の厚さに塗布、乾燥したのち、露光及び現像して、共通電極１５の開口部１６内にフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ａを形成する。この際のネガ型レジストの塗布厚さは、得られたフォトスペーサ１７Ａの高さが所定のセルギャップとなるように実験的に定める。

このように形成されたフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ａは、無機酸化物からなるＩＴＯとは物性が大幅に異なるために密着性が低いが、感光性樹脂材料からなるオーバーコート層１４とは物性が類似しているために密着性が強くなる。また、共通電極の非画素領域の交差部に対応した位置に設ける開口部の最大幅（開口部が方形状であれば対角の長さ、円状であれば直径）は、従来例のような画素電極の周縁部に対応する位置の画素領域の幅よりも大きいから、フォトスペーサ１７Ａの幅を共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した開口部１６の最大幅よりも小さくしても、フォトスペーサ１７Ａとオーバーコート層１４との間の接触面積を大きくすることができ、係る点からもフォトスペーサ１７Ａとオーバーコート層１４との間の密着強度も高くなる。

従って、このようにして得られたカラーフィルタ基板１０Ａを用いて従来例と同様にして液晶表示装置を製造すれば、フォトスペーサ１７Ａとオーバーコート層１４との間の密着性が強いため、液晶表示装置の製造過程中ないし使用中に外部から強い力が加わることがあっても、フォトスペーサ１７Ａがオーバーコート層１４から剥離する可能性が少なくなり、信頼性が高い液晶表示装置が得られる。

実施例１ではブラックマトリクス１２及びオーバーコート層１４を設けた例を示したが、このブラックマトリクス１２及びオーバーコート層１４は省略することもできる。このブラックマトリクス１２及びオーバーコート層１４を省略したカラーフィルタ基板１０Ｂの例を図２と同一部分の断面図である図３を用いて説明する。

この実施例２の液晶表示装置で使用するカラーフィルタ基板１０Ｂは、透明基板１１上に所定のパターンに、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタ層１３Ｒ'〜１３Ｂ'がそれぞれストライプ状に設けられている。そして隣り合うカラーフィルタ層は、例えば、図３に示したように、一方のカラーフィルタ層１３Ｂ上に他方のカラーフィルタ層１３Ｒが部分的に重なっており、この隣り合うカラーフィルタ層が重なった部分１８は、図示しないアレイ基板のマトリクス状に設けられたそれぞれの画素電極の周縁部に対応する位置に設けられ、非画素領域を形成している。なお、それぞれストライプ状に設けられたカラーフィルタ層１３Ｒ'〜１３Ｂ'には、これらのストライプを横断する方向に前記アレイ基板の画素電極の周縁部に対応する位置に非画素領域が存在するが、ここでは特に何らの手段も講じていない。

そして、これらのカラーフィルタ層の表面には直接ＩＴＯからなる共通電極１５が設けられている。このＩＴＯからなる共通電極１５には、実施例１の場合と同様に、非画素領域の交差部に対応した複数箇所に開口部１６が設けられ、この開口部１６において重なったカラーフィルタ層の一方１３Ｒ'と接触するようにフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ｂが設けられている。このフォトスペーサ１７Ｂの共通電極１５の表面からの高さが液晶表示装置の液晶層の厚さ、すなわちセルギャップに相当する。

このカラーフィルタ基板１０Ｂは、以下のようにして作成される。まず、ガラス基板、石英製基板等からなる透明基板１１を用意し、この基板上にストライプ状に例えば最初にＢのカラーフィルタ層１３Ｂ'を２個おきに設ける。次にＲのカラーフィルタ層１３Ｒ'を、その一部がＢのカラーフィルタ層１３Ｂ'の一部と重なるように、かつ、Ｂのカラーフィルタ層１３Ｂ'と平行となるように、ストライプ状に設ける。その後、Ｇのカラーフィルタ層（図示せず）をその一部がＢのカラーフィルタ層１３Ｂ'の一部及びＲのカラーフィルタ層１３Ｒ'の一部と重なるように、かつ、Ｂのカラーフィルタ層１３Ｂ'及びＲのカラーフィルタ層１３Ｒ'と平行となるように、ストライプ状に設ける。

さらに、これらのカラーフィルタ層が設けられた基板の表面全体にスパッタリング法等によりＩＴＯからなる透明な共通電極１５を形成する。そして、このＩＴＯからなる共通電極１５の表面にポジ型レジストを塗布、乾燥したのち、露光及び現像して、所定の非画素領域の交差部の複数個の位置のレジストを除去し、次いで、所定のエッチング液によりレジストの開口部に対応する位置のＩＴＯからなる共通電極を除去して共通電極１５に開口部１６を形成した後、レジストを除去する。更に、開口部１６が形成された共通電極１５の表面全体にネガ型レジストを所定の厚さに塗布、乾燥したのち、露光及び現像して、共通電極１５の開口部１６内にフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ｂを形成する。

このように形成されたフォトレジストからなるフォトスペーサ１７Ｂは、無機酸化物からなるＩＴＯとは物性が大幅に異なるために密着性が低いが、感光性樹脂材料に着色剤を混合したものからなるカラーフィルタ層とは物性が類似しているために密着性が強くなる。また、共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した位置に設ける開口部１６の大きさは、既に実施例１で述べたように、共通電極の非画素領域の交差部に対応した位置に設ける開口部の最大幅は、非画素領域の幅よりも大きくすることができるため、フォトスペーサ１７Ｂとカラーフィルタ層との間の接触面積を大きくすることができ、係る点からもフォトスペーサ１７Ｂとカラーフィルタ層との間の密着強度も高くなる。

従って、このようにして得られたカラーフィルタ基板１０Ｂを用いて従来例と同様にして液晶表示装置を製造すれば、フォトスペーサ１７Ｂとカラーフィルタ層との間の密着性が強いため、液晶表示装置の製造過程中ないし使用中に外部から強い力が加わることがあっても、フォトスペーサ１７Ｂがカラーフィルタ層から離れる可能性が少なくなり、信頼性が高い液晶表示装置が得られる。なお、この実施例２に係るカラーフィルタ基板１０Ｂにおいては、ブラックマトリクスを設けない例を示したが、ストライプ状のカラーフィルタ層を横切る方向にのみブラックマトリクスを設けてもよいし、実施例１の場合と同様の構成となるようにブラックマトリクスを設けてもよい。このようなブラックマトリクスを設けると、非画素領域からの光漏れが減少するため、コントラストが良好な液晶表示装置が得られる。

実施例１ではフォトスペーサ１７Ａの幅を共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した開口部１６の最大幅よりも小さくした例を示したが、よりフォトスペーサとトップコート層との間の密着性を向上させるために、フォトスペーサの幅を共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した開口部１６の最大幅よりも大きくすることもできる。このフォトスペーサの幅を共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した開口部１６の最大幅よりも大きくした実施例３の液晶表示装置で使用するカラーフィルタ基板１０Ｃの例を図４に示す。

この実施例３にかかるアレイ基板１０Ｃは、フォトスペーサ１７Ｃの幅を共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した開口部１６の径よりも大きくした以外は、図１及び図２に示した実施例１の液晶表示装置で使用するカラーフィルタ基板１０Ａと構成及び製造方法ともに同一であるので、その具体的構成及び製造方法についての説明は省略する。このフォトスペーサ１７Ｃは、共通電極１５の非画素領域の交差部に対応した開口部１６の大きさよりも大きいため、その一部がＩＴＯからなる共通電極１５と密着するように形成される。このフォトスペーサ１７Ｃが開口部１６内でオーバーコート層１４と密着している部分の最大幅（開口部が方形状であれば対角の幅を示し、円であれば直径を示し、楕円であれば長径を示す）をａとし、画素電極１５と密着している部分の幅をｂとすると、ａ>ｂとなるようにし、フォトスペーサ１７Ｃがオーバーコート層１４と密着している部分の面積をオーバーコート層１４と密着していない部分の面積よりも大きくしてある。

このような構成とすると、フォトスペーサ１７Ｃは最も密着強度が大きいオーバーコート層１４と最大幅ａで密着しており、更にＩＴＯからなる共通電極１５とは、密着強度が弱いとはいえ、幅ｂで密着しているため、最も密着強度が大きくなり、フォトスペーサ１７Ｃがオーバーコート層１４及び共通電極１５から剥離する可能性が少なくなり、より信頼性が高い液晶表示装置が得られる。

実施例１の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の数画素分の平面図である。 図１のII−II断面図である。 実施例２の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の図１と同一部分の断面図である。 実施例３の液晶表示装置におけるカラーフィルタ基板の図１と同一部分の断面図である。 従来例のＩＰＳ方式のカラーフィルタ基板の断面図である。 従来例のカラーフィルタ基板の断面図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｃ カラーフィルタ基板
１１ 透明基板
１２ ブラックマトリクス
１３Ｒ〜１３Ｂ カラーフィルタ層
１４ オーバーコート層
１５ 共通電極
１６ 開口部
１７Ａ〜１７Ｃ フォトスペーサ

Claims (11)

1. 複数の電極を備える基板と、前記複数の電極に対向するようにそれぞれ配置された複数のカラーフィルタ層と該複数のカラーフィルタ層上に設けられた透明電極とを備えるカラーフィルタ基板と、を有した液晶表示装置において、
   前記透明電極には非画素領域の交差部に開口部が形成され、前記開口部には前記複数の電極を備える基板とカラーフィルタ基板との間の距離を所望の値に保持するフォトレジストからなるフォトスペーサが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記フォトスペーサは、前記透明電極に設けられた前記開口部において前記カラーフィルタ層と直接密着して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記複数のカラーフィルタ層は前記非画素領域の交差部に対応した位置において互いに隣り合うカラーフィルタ層と積層されており、前記フォトスペーサは前記積層されたカラーフィルタ層の一方上に直接密着して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数のカラーフィルタ層と透明電極との間には絶縁膜からなるオーバーコート層が設けられており、前記フォトスペーサは前記透明電極に設けられた開口部において前記オーバーコート層と直接密着して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記フォトスペーサは前記透明電極上にも接触して設けられており、前記フォトスペーサの前記オーバーコート層と接触している部分の面積は、前記透明電極と接触している部分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記非画素領域にはブラックマトリクスが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 以下の（１）〜（４）の工程を備えることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
   （１）基板上に複数色のカラーフィルタ層をそれぞれの色毎に所定のパターンに形成する工程、
   （２）前記カラーフィルタ層の表面に透明電極を形成する工程、
   （３）前記透明電極の表面に、非画素領域の交差部の複数個に開口部を形成する工程、
   （４）前記複数の開口部のそれぞれにフォトレジストからなるフォトスペーサを形成する工程。
8. 前記（３）の工程を透明電極の表面にポジ型レジストを用いて露光及び現像した後エッチングすることにより非画素領域の交差部の複数個に開口部を形成した後、レジストを剥離する工程とし、
   前記（４）の工程をネガ型レジストを用いて露光及び現像することにより前記複数の開口部のそれぞれにフォトレジストからなるフォトスペーサを形成する工程とした、
   ことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
9. 前記（１）の工程において前記非画素領域の交差部に対応した位置に隣り合うカラーフィルタ層同士が互いに重複するように設け、前記（４）の工程において前記複数の開口部のそれぞれにフォトスペーサを前記重複したカラーフィルタ層の一方上に設けたことを特徴とする請求項７又は８に記載の液晶表示装置の製造方法。
10. 前記（１）と（２）の工程の間に、オーバーコート層を形成する工程を備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の液晶表示装置の製造方法。
11. 前記（１）の工程の前に、基板上に非画素領域に沿ってブラックマトリクスを設ける工程を備えることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。

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